Центрифуга для разделения смесижидкостей

Центрифуга для разделения смесижидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)822905

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300779 (21) 2802869/28-13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23,0431. Бюллетень Но 15

Дата опубликования описания 250481 р )м. кл.

В 04 В 1/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (ЗЗ)УДК 66.067. .57(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.М. Подволоцкий, ь:.М. Кобелев и В.П. Ши

О (71) Заявитель

Дальневосточное высшее инженерное морско им. адмирала Г.И. Невельского (54 ) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ЖИДКОСТЕИ

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтесодержащих вод промышленных предприятий и может быть использовано на морских и речных судах.

Известны центрифуги для разделения смеси жидкостей с разной плотностью, в которых отделение частиц дисперсной фазы осуществляется в цент- О робежном поле вращающегося ротора (1)

Однако необходимым условием для достижения высокой степени очистки смеси в известных устройствах является плавное течение кольцевого потока жидкости относительно стенок ротора.

Наиболее близкой к .предлагаемой по технической сущности является центрифуга, включающая цилиндрический ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фаз и установленной перед ними кольцевой перегородкой, и питающую трубу f2>.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения путем обеспечения плавного .течения жидкости в роторе и снижения уноса легкой фазы с тяжелой.

Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге, включающей цилинд- 30 рический ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фаэ и установленной перед ними кольцевой перегородкой, и питающую трубу, к стенке ротора по ее длине прикреплены не доходящие до кольцевой перегородки радиальные пластины, разделяющие полость ротора на секции, при этом высота пластин превышает расстояние от внутренней поверхности ротора до отверстия вывода легкой фазы, На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — ротор центрифуги без радиальных. пластин, в плане; на фиг. 4 — то же, с пластинами.

Центрифуга включает ротор 1, установленный íà опорах и приводимый во вращение с помощью клиноременной либо зубчатой передачи. Внутри ротора установлена кольцевая перегородка

2 с отверстиями для перетекания тяжелой фазы. К стенке ротора по ее длине прикреплены не доходящие до кольцевой перегородки радиальные пластины 3, разделяющие полость ротора на секции. Высота пластин превышает расстояние от внутренней поверхности ротора до отверстия 4 для слива л"гной

822905 фазы. цля подачи смеси жидкостей в ротор служит питающая труба 5, для отвода тяжелой фазы предназначено отверстие б.

Положение поверхности 7 раздела фаз, поверхности 8 тяжелой фазы и поверхности 9 раздела легкая фаэа— воздух определяется расстоянием ототверстий 4 и б до оси вращения ротора и соотношением плотностей компонентов смеси. !

О

Центрифуга работает следующим образом.

После набора ротором номинальной частоты вращения но питающей трубе. 5 подается смесь жидкостей. Под воздействием центробежного поля жидкость 15 прижимается к стенке ротора 1. При перемещении смеси от питающей тру ы

5 к сливным отверстиям происходит ее разделение з режиме проточного от стоя. Следует отметить, что измене- 20 ние соотношения содержания компонентов смеси вызывает перераспределение расходов через отверстия.

Известно, что существует зависимость между режимом течения нефтеводяной смеси в проточном отстойнике и качеством очистки. Так-, например, снижение при проточном отстое числа Рейнольдса от значения 7500 до

2500 увеличивает.в 2,7 раза степень очистки, которая достигает 95%.

Рассмотрим течение кольцевого потока нефтеводяной смеси в роторе без радиальных пластин (фиг. 3). Число

Рейнольдса определяется rio формуле

)О

Q 55

Ч = — i

3/ где Q — расход жидкости, м /с.

Подстановка полученных соотношений в формулу (1) позволяет получить число Рейнольдса для ротора с глад- 60 кими стенками — (2)

Q е,- руд где 0 — внутренний диаметр ротора.

R = — 1 (1)

Ч

61 т где v — скорость потока относительно .стенок ротора, м/с,.

4 — ки.;ематическая вязкость смеси, м /c;

R — гидравлический радиус, м.

Гидравлический радиус определяется по формуле 45

R = — i

Х., где S — площадь кольцевого сечения потока, м", 0 смоченный периметр гладкостен-г

1 ного ротора, м.

Скорость жидкости относительно ротора, выраженная через ее расход,равна

Анализ формулы (2) показывает что при постоянной производительнос-. ти сепаратора понижение числа Рейнольдса возможно только за счет увеличения смоченного периметра. Однако увеличивать диаметр ротора нецелесообразно, так как значительно растут габариты и масса центрифуги. В то же время установка радиальных пластин во внутреннем пространстве ротора (фиг. 4) позволяет резко увеличить смоченный периметр, который равен

Хз =ТО - по- -(D - d) 2n (3) где n — число пластин, У вЂ” толщина пластин, м;

d — диаметр поверхности раздела жидкость-воздух, м.

Число Рейнольдса в роторе с радиальными пластинами равно

О, Я 2 (AD+ 2n (D - d) -d" nj (4)

Для центробежной машины, имеющей

D = 0 5 м и д = 0,25 м, установка восьми пластин толщиной 2;,мм позволяет уменьшить число Рейнольдса в

3,54 раза

4 ЬГО+ 2 1 (0 - d ) - < n J а е. Е2 4r О

3, 14 О, 5+2, 8 (0, 5-0, 25 ) -2 ° 8 ° 10

3,14 Ois

Формула изобретения центрифуга для разделения смеси жидкостей, включающая цилиндрический ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фаз и установленной пе3,54

Пля достижения аналогичного режима течения жидкости в роторе с гладкими стенками увеличивают его диаметр в 3,5 раза.

Расчет показывает, что для существенного повышения очистной способности нефтеводяной центрифуги с кольцевым течением жидкости в роторе минимальное количество пластин должно быть равным б-8. При меньшем их числе режим течения смеси и, следовательно, качество сепарации изменяется незначительно.

Предлагаемая центрифуга повышает качество очистки воды при практически неизменных энергоэатратах на ее прокачку через ротор. При многоступенчатой схеме очистки это позволяет снизить затраты на обработку воды в последующих ступенях или отка- . заться от одной из них. . Годовой экономический эффект для установки производительностью 3,5 м/ч включающей в себя предлагаемую цент- рифугу, составляет 2300 .руб.

822905

ВНИИПИ Заказ 1938/7 Тираж 645 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 ред ними кольцев< и перегородкой, и питающуютрубу, отлич ающая— с si тTеeмM,, ч тTоo, с целью повышения эф, фективностй разделения путем обеспечения плавного течения .жидкости в роторе и снижения уноса легкой фазы с ) тяжелой, к стенке ротора по ее длине прикреплены не доходящие до кольце- !, вой перегородки радиальные пластины, разделяющие полость ротора на секции, при этом высота пластин превышает расстояние от внутренней поверхности ротора до отверстия вывода легкой

Фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2603610, кл. Й 04 В 3/00, опублик. 1974.

2. Патент Франции Р 2120573, кл. В 04 В 11/00, опублик. 1973 (прототип).